2025高中物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告試卷考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡(jiǎn)述“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量重物下落過程中速度的原理。說明需要測(cè)量的物理量，并指出影響實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性的一項(xiàng)主要因素及其減小方法。二、在“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是頻率為50Hz的交流電源。某同學(xué)用刻度尺測(cè)量了連續(xù)四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)（計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T=0.1s）的位置，記錄如下表：計(jì)數(shù)點(diǎn)01234位置x/cm08.5016.9026.0035.80（1）計(jì)算通過計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3、4時(shí)的瞬時(shí)速度v?、v?、v?、v?分別約等于多少？（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（2）根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，在下方坐標(biāo)紙（此處僅為提示，實(shí)際試卷中無坐標(biāo)紙）上描點(diǎn)，并用平滑的曲線描繪出速度v隨時(shí)間t的變化圖線。（3）根據(jù)描繪的圖線，粗略估算該勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小。三、使用電流表和電壓表測(cè)定某一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r。實(shí)驗(yàn)中提供了以下器材：A.待測(cè)干電池（電動(dòng)勢(shì)約1.5V，內(nèi)阻約幾歐）B.電流表（量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.5Ω）C.電壓表（量程0～3V，內(nèi)阻約3kΩ）D.滑動(dòng)變阻器（阻值范圍0～10Ω，額定電流1A）E.開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干（1）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)電路圖，將所選器材連接起來。（2）在實(shí)驗(yàn)過程中，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，記錄多組對(duì)應(yīng)的電流表和電壓表示數(shù)。為了減小測(cè)量誤差，下列操作中正確的是______（填字母代號(hào)）。a.應(yīng)選用電流表的大量程b.開關(guān)閉合前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于使接入電路的阻值為最大值的位置c.多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，并求平均值d.應(yīng)選用電流表的小量程（3）某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出了U-I圖線（此處僅為提示，實(shí)際試卷中無圖線），圖線是一條傾斜的直線，請(qǐng)解釋該直線的物理意義，并寫出電池電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r的表達(dá)式。四、在“用單擺測(cè)定重力加速度”實(shí)驗(yàn)中：（1）為了使單擺在豎直平面內(nèi)振動(dòng)，釋放擺球時(shí)應(yīng)注意什么？（2）測(cè)量單擺周期T時(shí)，為了減小誤差，應(yīng)測(cè)量單擺完成______次全振動(dòng)所用的時(shí)間t，然后計(jì)算周期T=t/______。（3）若測(cè)得的重力加速度值偏小，可能的原因是______（寫出一種即可）。五、簡(jiǎn)述“描繪電場(chǎng)中等勢(shì)線”實(shí)驗(yàn)中，使用探針尋找等勢(shì)點(diǎn)的原理。指出實(shí)驗(yàn)中選用導(dǎo)電紙時(shí)需要滿足的一個(gè)條件，并說明為什么需要使用兩個(gè)探針。六、某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)定金屬絲楊氏模量的實(shí)驗(yàn)。他正確地組裝了實(shí)驗(yàn)裝置（包括金屬絲、懸掛的重物、刻度尺、砝碼等），并進(jìn)行了測(cè)量。請(qǐng)寫出他需要測(cè)量的物理量（至少寫出三個(gè)），并指出在數(shù)據(jù)處理過程中，為了減小測(cè)量長(zhǎng)度L和直徑d時(shí)帶來的誤差，通常采用的方法。試卷答案一、原理：利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列點(diǎn)，通過測(cè)量相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，可以計(jì)算出不同時(shí)刻的瞬時(shí)速度，進(jìn)而繪制v-t圖象。圖象的斜率表示重物的加速度。根據(jù)牛頓第二定律（mg-F阻=ma）和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式（v2=2ax），在忽略空氣阻力的情況下，v-t圖象的斜率應(yīng)等于重力加速度g。通過測(cè)量圖象斜率，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。需測(cè)量：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上的計(jì)數(shù)點(diǎn)位置（x?,x?,x?...）。主要因素及減小方法：主要因素是空氣阻力。減小方法包括選擇質(zhì)量較大、體積較小的重物，或調(diào)整裝置使重物在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的區(qū)域下落，以減小空氣阻力的影響。二、（1）v?≈0.85m/s；v?≈1.70m/s；v?≈2.55m/s；v?≈3.40m/s。解析思路：根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度。對(duì)于連續(xù)相等時(shí)間間隔T內(nèi)的位移差Δx=aT2。利用連續(xù)四組數(shù)據(jù)，可以求出加速度a=(x?-x?)/(3T2)=(35.80-8.50)cm/(3×0.12s2)=7.8m/s2。然后利用速度公式v=v?+at，其中v?為初始速度（通常認(rèn)為是0或第一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度），計(jì)算各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度?；蚶忙=vT+0.5at2，逐點(diǎn)計(jì)算。v?=(x?-x?)/T=(8.50-0)cm/0.1s=0.85m/s。v?=(x?-x?)/T=(16.90-8.50)cm/0.1s=1.70m/s。v?=(x?-x?)/T=(26.00-16.90)cm/0.1s=2.55m/s。v?=(x?-x?)/T=(35.80-26.00)cm/0.1s=3.40m/s。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（2）見下方v-t圖線（此處僅為提示，實(shí)際考試中應(yīng)有圖）。解析思路：在坐標(biāo)紙上，以時(shí)間t為橫軸，速度v為縱軸。根據(jù)計(jì)算出的v?、v?、v?、v?對(duì)應(yīng)點(diǎn)（0.1s,0.85m/s),(0.2s,1.70m/s),(0.3s,2.55m/s),(0.4s,3.40m/s)，在坐標(biāo)系中描點(diǎn)。然后用平滑的直線（因?yàn)槭莿蜃兯僦本€運(yùn)動(dòng)）依次連接這些點(diǎn)。（3）a≈8.0m/s2。解析思路：根據(jù)描繪出的v-t圖線，用直尺找到圖線的兩端點(diǎn)（或盡可能遠(yuǎn)的兩點(diǎn)），讀出這兩點(diǎn)的速度v?和v?，以及對(duì)應(yīng)的時(shí)間t?和t?。計(jì)算圖線的斜率k=(v?-v?)/(t?-t?)。該斜率即為加速度的大小a=k。例如，若圖線過點(diǎn)(0.1s,0.8m/s)和(0.4s,3.4m/s)，則a=(3.4-0.8)m/s/(0.4-0.1)s=8.0m/s2。三、（1）電路圖如右圖所示（此處僅為提示，實(shí)際考試中應(yīng)有圖）。解析思路：電壓表應(yīng)與待測(cè)電池并聯(lián)測(cè)量路端電壓U，電流表應(yīng)與電池和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)測(cè)量通過電池的電流I?；瑒?dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，以獲得多組變化的電壓和電流值。開關(guān)應(yīng)串聯(lián)在電路中控制通斷。電源為干電池。（2）b,c,d解析思路：a.電池電動(dòng)勢(shì)約1.5V，內(nèi)阻幾歐，短路電流可能較大，應(yīng)選用小量程以保證測(cè)量范圍和精度。b.開關(guān)閉合前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片置于阻值最大端，這是為了保護(hù)電路，避免在電流表和電池尚未穩(wěn)定時(shí)通過過大電流。c.多次測(cè)量取平均值可以減小隨機(jī)誤差。d.由于電池內(nèi)阻較小，而電壓表內(nèi)阻很大，根據(jù)電壓表分流公式（I_v=U/R_v）可知，電壓表分流很小，應(yīng)選用小量程電流表以提高測(cè)量的準(zhǔn)確性。（3）該直線的物理意義是：在該實(shí)驗(yàn)中，電池的路端電壓U隨通過電池的電流I的變化關(guān)系近似為線性關(guān)系。表達(dá)式：U=E-Ir。解析思路：根據(jù)閉合電路歐姆定律，路端電壓U=E-Ir。其中E為電動(dòng)勢(shì)，r為內(nèi)阻，I為電流。該公式可以變形為U=(-r)I+E。這表明U與I之間滿足線性關(guān)系，其圖線是一條直線，斜率為負(fù)值（-r），縱軸截距為電動(dòng)勢(shì)E。因此，繪制U-I圖線，可以得到一條直線，通過分析該直線的斜率和截距，即可測(cè)量電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r。斜率k=-r，所以r=-k。截距b=E，所以E=b。四、（1）釋放擺球時(shí)，應(yīng)使懸線與豎直方向夾角很?。ㄍǔＰ∮?°），并從平衡位置由靜止釋放，以確保擺動(dòng)發(fā)生在豎直平面內(nèi)，減小空氣阻力和摩擦力的影響。解析思路：?jiǎn)螖[在小角度（θ<5°）擺動(dòng)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)可以近似看作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，此時(shí)回復(fù)力F≈-mgsinθ≈-mgθ，滿足簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件。如果初始釋放角度過大，擺動(dòng)將不再是簡(jiǎn)單的平面運(yùn)動(dòng)，空氣阻力和懸線張力方向的改變會(huì)對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生影響。（2）八十；二十解析思路：測(cè)量周期時(shí)，為了減小計(jì)時(shí)誤差，應(yīng)測(cè)量單擺完成多次全振動(dòng)（如n次）的總時(shí)間t，然后計(jì)算平均周期T=t/n。通常選擇n為較大的數(shù)（如80次），然后除以20（n/2），這樣可以在秒表讀數(shù)時(shí)獲得更精確的時(shí)間間隔，減小相對(duì)誤差。（3）擺線長(zhǎng)度L測(cè)量偏大（或擺球半徑r測(cè)量偏大）。解析思路：?jiǎn)螖[的周期公式為T=2π√(L/g)。測(cè)得g偏小，可能的原因是測(cè)量的L偏大，或者測(cè)量的g偏?。╣值本身有誤差）。在實(shí)驗(yàn)中，L是懸線長(zhǎng)度加上小球半徑。如果L測(cè)量值偏大，或者小球半徑r被計(jì)入L中而未扣除，或者L的測(cè)量誤差較大，都會(huì)導(dǎo)致計(jì)算出的g值偏小。系統(tǒng)誤差主要來源于L的測(cè)量不準(zhǔn)確。五、原理：導(dǎo)電紙是電阻率較小的均勻材料，當(dāng)在兩個(gè)電極間施加電壓時(shí)，電流會(huì)沿導(dǎo)電紙表面流動(dòng)。處于同一等勢(shì)線上的點(diǎn)電勢(shì)相等，因此將探針分別觸碰到導(dǎo)電紙上的兩個(gè)等勢(shì)點(diǎn)時(shí)，電流表中無電流通過。通過移動(dòng)探針，找到使電流表讀數(shù)為零的點(diǎn)，即為等勢(shì)點(diǎn)。條件：導(dǎo)電紙必須導(dǎo)電良好且表面均勻。原因：需要使用兩個(gè)探針，一個(gè)固定接在基準(zhǔn)電極（如一個(gè)圓環(huán)電極）上，另一個(gè)作為探測(cè)探針。需要移動(dòng)探測(cè)探針，將探針分別觸碰到待測(cè)等勢(shì)點(diǎn)和基準(zhǔn)電極，觀察電流表讀數(shù)，以判斷兩點(diǎn)是否為等勢(shì)點(diǎn)。或者，可以同時(shí)將兩個(gè)探針分別觸碰到待測(cè)等勢(shì)點(diǎn)，觀察電流表讀數(shù)是否為